500 Terabyte auf einer Compact Disc

In Quarzglas kann man Daten mit immenser Dichte speichern. Forscher aus Southampton erreichten erstmals Schreibgeschwindigkeiten von 225 Kilobyte pro Sekunde.

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(Bild: Ripitya/Shutterstock.com)

Von
  • Arne Grävemeyer

Ein Team um Peter Kazansky an der University of Southampton hat eine Langzeitspeichertechnik vorgestellt, bei der ein Laser hochdichte Nanostrukturen räumlich in einem Glaskörper verewigt. Die dabei erreichte Speicherdichte entspricht dem Zehntausendfachen der Blu-ray-Technik; auf eine Glasscheibe in CD-Größe lassen sich bis zu 500 Terabyte schreiben. In früheren Veröffentlichungen hatten die Forscher bereits belegt, dass ihre Datenspeichertechnik extrem haltbar ist und theoretisch sogar mehrere Milliarden Jahre überdauern könne.

Sechs Gigabyte Daten auf dieser Demo-Quarzglasscheibe beanspruchen nur vier Quadrate von jeweils 8,8 × 8,8 Millimeter.

(Bild: University of Southampton)

Erstmals gelang es nun, Daten darin mit höherer Schreibgeschwindigkeit zu speichern. Dafür setzen die Forscher einen Femtosekundenlaser ein, der mit kurzen Laserpulsen von der Dauer einiger Millionstel Milliardstel (10−15) Sekunden feine Lamellenstrukturen von etwa 50 × 500 Nanometern im Glas erzeugt. Dabei kommt der optische Effekt der Nahfeldverstärkung zum Tragen, den schon schwache Laserpulse hervorrufen. Ihr Einsatz vermeidet Hitzeschäden im Glas und macht die Schreibtechnik energieeffizient. In der Theorie benötigt das Verfahren nur 0,2 Watt bei einer Schreibgeschwindigkeit von 225 Kilobyte pro Sekunde.

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Mit dieser Technik ist es gelungen, Daten in fünf Dimensionen zu kodieren. Zur räumlichen Verteilung (3D) kommen noch zwei optische Dimensionen, denn die Nanostrukturen erweisen sich als anisotrop. Das heißt, sie erzeugen beim Auslesen eine Doppelbrechung des Lasers, die von der Ausrichtung der Lamellen abhängt, und eine Verzögerung, die sich durch die Höhe der Lamellen einstellen lässt. Im Versuch ließen sich Gigabyte Textdaten mit einer Fehlerrate bis zu 3,7 Prozent auslesen. Mit einem Fehlerkorrekturalgorithmus senkten die Forscher die Fehlerrate auf null. Durch einen Laser mit höherer Wiederholrate glauben sie, künftig eine Schreibgeschwindigkeit von einem Megabyte pro Sekunde erreichen zu können. Langsamer als Blu-ray-Technik (4,5 Megabyte pro Sekunde), aber für die Ewigkeit archiviert.

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